politechnika rzeszowska grupa data katedra metrologii i

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych

Laboratorium Podstaw Metrologii

ćw. 9 / str. 1

Politechnika Rzeszowska


Grupa

1…………….....................

2.........................................

3.........................................

4.........................................

Data


Pomiary impedancji

Nr ćwicz. Ocena

9

I . CEL ĆWICZENIA

Celem ćwiczenia jest wyznaczenie właściwości cewki metodą techniczną (realizowaną za

pomocą dwóch multimetrów) oraz miernikiem RLC. Końcowym zadaniem jest porównanie wyników

uzyskanych za pomocą obu metod.

I I . ZAGADNIENIA

1. Pomiar rezystancji w układzie stałoprądowym i zmiennoprądowym.

2. Pomiar rezystancji metodą podstawienia.

3. Metoda techniczna pomiaru impedancji.

4. Metoda pośredniego pomiaru indukcyjności i dobroci.

5. Pomiar mostkiem stałoprądowym i zmiennoprądowym.

6. Analiza niepewnosci pomiaru rezystancji, modułu impedancji, indukcyjności i dobroci.

I I I . PROGRAM ĆWICZENIA

1. Zmierzyć multimetrami charakterystyczne właściwości badanej cewki

a. rezystancję cewki przy prądzie stałym RDC (multimetrem elektronicznym),

b. wyznaczyć moduł impedancji cewki Z metodą techniczną zmiennoprądową,

c. wyznaczyć indukcyjność L i dobroć cewki Q znając RDC i Z.

2. Zmierzyć miernikiem RLC charakterystyczne właściwości badanej cewki.

3. Porównać wyniki uzyskane multimetrami z wynikami uzyskanymi miernikiem RLC.



ćw. 9 / str. 2

Tab. 1. Specyfikacja przyrządów pomiarowych

Woltomierz cyfrowy

Typ Nr Zakres Dokładność

a =

b =

c =

d =

Amperomierz cyfrowy


a =

b =

c =

d =

Omomierz cyfrowy


a =

b =

c =

d =

Generator

Typ Nr Zakres napięcia

wyjściowego Częstotliwość wyjściowa

Miernik RLC


IV. PRZEBIEG ĆWICZENIA

CEWKA L1

1. POMIARY WŁAŚCIWOŚCI CEWKI METODĄ TECHNICZNĄ (RDC, Z, L, Q)

1.1 Pomiar rezystancji cewki RDC w układzie stałoprądowym – ( multimetrem elektronicznym )

Odczyt z multimetru RDC = …………[Ω] , współczynniki a = …… c = …… d = ……

dcR

aBMDDC

100

=

Niepewność standardowa 3

BMD)R(u DCs

Niepewność rozszerzona dla p = 0,95 k ≈ 2 DCs RuU 2 …………

Wynik pomiarów RDC = ………….. +/- ………… [Ω]



ćw. 9 / str. 3

1.2 Pomiary metodą techniczną właściwości cewki w układzie zmiennoprądowym

Rys. 1. Układ do pomiaru impedancji cewki metodą techniczną

Impedancję cewki Z mierzono w układzie poprawnie mierzonego......................... (rys. 1)

1.2.1 Wyniki pomiarów i obliczeń:

AC

AC

I

UZ

Tab. 2. Wyniki pomiarów i obliczeń

f UAC IAC Z

[Hz] [V] [mA] [Ω]

Obliczenie wartości indukcyjności Ls mierzonej cewki

22

2

1DCs RZ

fL

Obliczenie wartości dobroci mierzonej cewki Q

DC

sL

R

LQ

, gdzie: ω = 2∙ π ∙ f



ćw. 9 / str. 4

Tab. 3. Wyniki obliczeń indukcyjności i dobroci badanej cewki

F Ls Q

[Hz] [H] [ - ]

2. POMIARY WŁAŚCIWOŚCI CEWKI MIERNIKIEM RLC

Rys. 2. Układ zastępczy cewki do pomiaru miernikiem RLC

2.1 Wyniki pomiarów właściwości cewki miernikiem RLC


f RDC Z Ls Q

[Hz] [Ω] [Ω] [H] [ - ]

2.2 Porównanie wyznaczonych parametrów badanej cewki

Na podstawie wyników otrzymanych obiema metodami pomiarowymi sporządzić wykresy impedancji

(rys. 3a) i indukcyjności (rys. 3b) w funkcji częstotliwości.



ćw. 9 / str. 5

Rys. 3a. Impedancja w funkcji częstotliwości Rys. 3b. Indukcyjność w funkcji częstotliwości

CEWKA L2

1. POMIARY WŁAŚCIWOŚCI CEWKI METODĄ TECHNICZNĄ (RDC, Z, L, Q)

1.2 Pomiar rezystancji cewki RDC w układzie stałoprądowym – ( multimetrem elektronicznym )

Odczyt z multimetru RDC = …………[Ω] , współczynniki a = …… c = …… d = ……

dcR

aBMDDC

100

=

Niepewność standardowa 3

BMD)R(u DCs

Niepewność rozszerzona dla p = 0,95 k ≈ 2 DCs RuU 2 …………

Wynik pomiarów RDC = ………….. +/- ………… [Ω]

1.2 Pomiary metodą techniczną właściwości cewki w układzie zmiennoprądowym

Rys. 1. Układ do pomiaru impedancji cewki metodą techniczną

Impedancję cewki Z mierzono w układzie poprawnie mierzonego......................... (rys. 1)



ćw. 9 / str. 6

1.2.1 Wyniki pomiarów i obliczeń

AC

AC

I

UZ


f UAC IAC Z

[Hz] [V] [mA] [Ω]

Obliczenie wartości indukcyjności Ls mierzonej cewki:

22

2

1DCs RZ

fL

Obliczenie wartości dobroci mierzonej cewki Q

DC

sL

R

LQ

, gdzie: ω = 2∙ π ∙ f

Tab. 3. Wyniki obliczeń indukcyjności i dobroci badanej cewki

f Ls Q

[Hz] [H] [ - ]



ćw. 9 / str. 7

2. POMIARY WŁAŚCIWOŚCI CEWKI MIERNIKIEM RLC

Rys. 2. Układ zastępczy cewki do pomiaru miernikiem RLC

2.1 Wyniki pomiarów właściwości cewki miernikiem RLC


f RDC Z Ls Q

[Hz] [Ω] [Ω] [H] [ - ]

2.2 Porównanie wyznaczonych parametrów badanej cewki

Na podstawie wyników otrzymanych obiema metodami pomiarowymi sporządzić wykresy impedancji

(rys. 3a) i indukcyjności (rys. 3b) w funkcji częstotliwości.

Rys. 3a. Impedancja w funkcji częstotliwości Rys. 3b. Indukcyjność w funkcji częstotliwości



ćw. 9 / str. 8

V. WNIOSKI

VI . PYTANIA KONTROLNE

1. Narysuj schemat do pomiaru impedancji metodą techniczną.

2. W jaki sposób wybiera się rodzaj metody technicznej pomiaru rezystancji zapewniający

najmniejszy błąd systematyczny metody?

3. Co wpływa na wartość niepewności standardowej złożonej pomiaru indukcyjności metodą

pośrednią?

4. Narysuj schemat oraz omów pomiar indukcyjności mostkiem Maxwella Wiena?

LITERATURA

1. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M.: Podstawy metrologii elektrycznej. WNT, Warszawa,

1984 r.

2. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna, Warszawa: WNT, 1996 r.

3. Parchański J.: Miernictwo elektryczne i elektroniczne - Warszawa: WSiP, 1997 r.

4. Rylski A.: Metrologia II prąd zmienny, Rzeszów: OWPRz, 2006 r.

politechnika rzeszowska grupa data katedra metrologii i

Documents